EP0896123A1 - Procédé pour ralentir la croissance et/ou l'agglomération et éventuellement retarder la formation d'hydrates dans un effluent de production - Google Patents
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- EP0896123A1 EP0896123A1 EP19980401932 EP98401932A EP0896123A1 EP 0896123 A1 EP0896123 A1 EP 0896123A1 EP 19980401932 EP19980401932 EP 19980401932 EP 98401932 A EP98401932 A EP 98401932A EP 0896123 A1 EP0896123 A1 EP 0896123A1
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Definitions
- the invention relates to a method for inhibiting or delaying the formation, growth or / and agglomeration of hydrates of natural gas, petroleum gas or other gases, by using at least one additive.
- the gases which form hydrates can in particular comprise at least one hydrocarbon chosen from methane, ethane, ethylene, propane, propene, n-butane and iso-butane, and optionally H 2 S and / or CO 2 .
- hydrates are formed when water is in the presence of gas, that is to say in the state free, either in the dissolved state in a liquid phase, such as a liquid hydrocarbon, and when the temperature reached by the mixture in particular of water, gas and possibly liquid hydrocarbons, such as oil, becomes below the thermodynamic temperature of hydrate formation, this temperature being given for a known gas composition and when their pressure is fixed.
- gas that is to say in the state free
- a liquid phase such as a liquid hydrocarbon
- Hydrate formation can be feared, especially in the petroleum industry and gas, for which the hydrate formation conditions can be met.
- a route envisaged, in particular in production at sea is to reduce, or even eliminate, the treatments applied to crude or gas to transport from the deposit to the coast and in particular to leave all or one part of the water in the fluid to be transported.
- These sea treatments are generally carried out on a platform located on the surface near the deposit, so that the effluent, initially hot, can be treated before the thermodynamic conditions of hydrate formation is not reached due to the cooling of the effluent with Seawater.
- hydrate plugs can cause production to stop and thus causing significant financial losses.
- the return to service of installation especially if it involves production or transport at sea, can be long, because the breakdown of the hydrates formed is very difficult to achieve.
- the temperature at the bottom of the sea can be, for example, 3 or 4 ° C.
- Patent EP-A-323774 in the name of the applicant, which describes the use of compounds non-ionic amphiphiles chosen from esters of polyols and carboxylic acids, substituted or unsubstituted, and imide-functional compounds
- patent application EP-A-323775 also in the name of the applicant, which describes in particular the use of compounds belonging to the family of diethanolamides of fatty acids or of derivatives fatty acids
- US-A-4956593 which describes the use of surfactant compounds such as organic phosphonates, phosphate esters, phosphonic acids, their salts and esters, inorganic polyphosphates and their esters, as well as homopolyacrylamides and acrylamide-acrylate copolymers
- patent application EP-A-457375 which describes the use of anionic surfactants, such as alkylarylsulfonic acids and their alkali metal salts.
- Amphiphilic compounds obtained by reaction of at least one succinic derivative chosen from the group formed by polyalkenylsuccinic acids and anhydrides on at less a polyethylene glycol monoether have also been proposed to reduce the tendency to agglomerate hydrates of natural gas, petroleum gas or other gases (patent application EP-A-582507).
- the international application WO-A-9519408 more generally describes the use of aliphatic polymers containing carbonylated N-heterocycles in formulations complex.
- international applications WO-A-9517579 and WO-A-9604462 describe the use of ammonium, sulfonium and alkylated phosphonium, either alone or mixed with a corrosion inhibitor.
- the polymerizable compound will be designated by macromer as well. comprising in its molecule a chain of at least 2 alkylene oxide units, that the unit used in the constitution of polymers (homopolymers or copolymers).
- the invention firstly proposes a process for retarding growth and / or agglomeration and possibly delaying the formation of hydrates in a fluid comprising water and a gas, in conditions where hydrates can form (from water and gas), characterized by what is incorporated into said fluid at least one polyoxyalkylene glycol macromer and / or at least one polymer formed from one or more polyoxyalkylene macromers glycol, essentially water-soluble.
- the polyoxyalkylene glycol macromers are defined by the general formula ( A ) below: in which R1 represents a hydrogen or an alkyl group comprising from 1 to 6 carbon atoms and preferably from 1 to 4 carbon atoms; R2 represents a hydrogen atom or an alkyl group; n represents the degree of polymerization and has a value between 1 and 140, preferably from 3 to 140.
- the macromers defined by the general formula (A), essentially water-soluble and comprising at least one polyoxyalkylene glycol chain, can be used either as simple compounds or as polymers.
- the polymers are either homopolymers, that is to say sequences of a single macromer unit, or copolymers, that is to say polymers made up of at least two different units defined by the formula (AT).
- copolymers are polymacromers composed of at least two macromers which differ by the lateral groups R2 linked to the oxyalkylene groups, and / or by the groups R1 linked to the macromolecular skeleton and / or by the number of sequences n of groups (CH 2 -CHOR 2 ) present on the macromer.
- the macromers and polymers described in the invention have average molecular weights which can vary between 160 g.mol -1 and several millions, according to the number n of alkylene oxide units in the macromer and according to the number of macromer units in homo or copolymers. Preferred average molecular weights are 250 to several million.
- the macromers, homo and copolymers such as described above can be added to the fluid to be treated alone or in the form of mixtures of two or more of them.
- multiple macromers, homopolymers or copolymers are used as a mixture, they can be macromers, homopolymers or copolymers which differ from each other for example by nature of the patterns which compose them and / or by their molecular mass.
- Macromers, homo or copolymers, and their mixtures in all proportions can be added to the fluid to be treated at concentrations ranging from general from 0.05 to 5% by mass, preferably from 0.1 to 2% by mass, relative to water present in the fluid to be treated.
- the macromers, homo or copolymers recommended as additives in the invention can be mixed with one or more alcohols (monoalcohols or polyols) containing for example from 1 to 6 carbon atoms, more particularly the mono-, di- or tri-ethylene glycol, ethanol or methanol, the latter being alcohol prefer.
- This alcohol is (are) added (s) in general in proportions ranging from 0.5 to 20% by mass, preferably from 1 to 10% by mass, relative to water present in the fluid to be treated.
- the macromer (s), homopolymer (s) or copolymer (s) considered in the invention can (wind) then be dissolved beforehand in a hydro-alcoholic medium and then added to the medium to be treated, so as to obtain final concentrations of macromer (s), homopolymer (s) or copolymer (s) ranging general from 0.05 to 5% by mass, preferably from 0.1 to 2% by mass relative to water present in the fluid to be treated.
- additive retarding growth and / or agglomeration and possibly having a formation inhibiting effect such as macromer (s), homo or copolymer (s) or mixtures of these compounds recommended in the invention and alcohol (s) such as for example methanol, allows, by their combined actions, to obtain delays in the growth of hydrates and a strong slowing down of plug formation in the pipes, on the one hand, by reducing the amounts of additives used (alcohol and polymers) and, on the other hand, especially allowing to operate in a much lower temperature range.
- additives such as macromer (s), homo or copolymer (s) or mixtures of these compounds recommended in the invention and alcohol (s) such as for example methanol
- the essentially water-soluble macromers, homo or copolymers considered in the invention can be used either in pure water medium, for example in water condensation, either in a saline environment, for example in production water, in sea or in brine.
- This modification of the mechanism of formation, growth and / or of agglomeration of crystals can be used for the transport of fluids comprising a gas capable of forming hydrates and water. She can also be used in oil-based or water-based drilling muds so as to avoid hydrate problems during drilling operations.
- the additive or mixture of additives can be injected continuous or in batch in the pipe upstream of the portion of the pipe where the thermodynamic conditions are met to form hydrates.
- Addition of the additive or a mixture of additives allows firstly to delay the formation of hydrates even if the thermodynamic conditions in the medium are such that the hydrates are likely to form and secondly to control growth and agglomeration crystals as soon as they start to form in the pipe.
- the action growth inhibition and dispersion leads to the slow formation of small crystals which remain dispersed in the fluid.
- the additive or mixture additives can be added to the sludge via the well head mud tanks.
- the combined kinetic inhibitor + specific growth inhibitor and / or agglomeration can first be obtained through a formulation which includes, associated with compounds comprising at least one chain of at least two units alkylene oxides in the form of a macromer, a polymerizable unit comprising a polyalkylene side chain, as indicated above, homopolymers of kinetic type monomers or copolymers containing only kinetic type monomers or natural polymers having a kinetic effect or surfactants.
- the specific inhibitor (s) of growth and / or agglomeration is (are) chosen from the macromers defined by the general formula (A), the polymers containing the macromers defined in (A) either in the form of homopolymers, that is to say sequences of a single macromer unit, or in the form of copolymers, that is to say polymers made up of at least two different units, both defined by formula (A) and which differ by the side groups linked to the oxyalkylene groups R2, and / or by the groups R1 linked to the macromolecular skeleton and / or by the number of chains (CH 2 -CHOR 2 ) present on the macromer.
- These macromers and polymers described in the invention have average molecular weights which can vary between 160 g.mol -1 and several millions, preferably 250 g. mol -1 to several million.
- Said polymers can comprise one or more monomers among those described above.
- the monomers considered will be at fewer than two and will be incorporated into the copolymer in proportions ranging from 1% to 99 mol% depending on the nature of the monomers and their relative reactivity one to another.
- copolymers such as N-vinyl-2-pyrrolidone / N-vinyl-caprolactam (NVP / NVCap), NVP / NVCap / dialkyl acrylate or even Acrylamide / Acrylamido dimethyl propane sulfonate (AA / AMPS).
- mixtures are generally added to the fluid to be treated at concentrations which can range from 0.05% to 5%, and preferably between 0.1 and 2%, by mass per relative to the water content of the medium.
- concentrations can range from 0.05% to 5%, and preferably between 0.1 and 2%, by mass per relative to the water content of the medium.
- the respective proportions of type additive kinetics compared to the growth inhibitor and / or agglomeration additive can vary from 5 to 80% and from 20 to 95% by mass and preferably respectively from 20 to 60% and from 40 to 80% by mass.
- the two types of kinetic inhibitor and growth inhibitor and / or agglomeration additives defined by the structures mentioned above can be combined in one and the same copolymer.
- one (or more) monomer (s) of kinetic type can be associated with one (or more) macromer (s) inhibitor (s) of growth and / or agglomeration.
- the resulting copolymers have average molecular weights between 1000 and 10 6 and are essentially water-soluble.
- the structures retarding the growth and / or agglomeration of hydrates are macromers comprising at least one polyoxyalkylene glycol chain, in general as defined by the general formula (A) given above and the kinetic inhibiting monomers acting on nucleation and possibly hydrate growth processes can be chosen from those already listed above.
- the copolymers considered are preferably defined by the general formula (B) below: in which the MACROMER entity represents at least one macromer unit defined by the general formula (A), R5 is a hydrogen atom or a methyl group, R6 is a hydrogen atom or a hydrocarbon group of alkyl, cycloalkyl type, aryl or alkylaryl containing from 1 to 30 carbon atoms, R7 is a hydrogen atom or a hydrocarbon group of alkyl, cycloalkyl, aryl or alkylaryl type containing from 1 to 30 carbon atoms, R6 and R7 may be identical or different; R8 is chosen from the single bond, the divalent groups CH 2 and the divalent groups -C 6 H 4 - and -CONHC (CH 3 ) 2 -CH 2 -, Y is a hydrogen atom, an alkali metal atom or an ammonium group.
- the monomer (IV) is chosen from the kinetic structures described above and is such that it is different from
- the (or) copolymer (s) defined by formula (B) is (are) added (s) to the fluid to be treated at concentrations which can range from 0.05 to 5% and preferably between 0.1 and 2% by mass relative to the water content of the medium.
- copolymers comprising both structures retarding the growth and / or the agglomeration of hydrates and kinetic inhibitory structures mixtures of homopolymers and kinetic type copolymers mentioned above, natural polymers and / or surfactants having an effect on the kinetics of hydrate formation, such as those already mentioned above, as well as amino acid derivatives, such as for example tyrosine derivatives.
- the (or additives) recommended in the invention may (may) not be mixed with one or more alcohols (monoalcohols or polyols) containing for example from 1 to 6 carbon atoms, more particularly mono-, di- or tri-ethylene glycol, ethanol or methanol, the latter being the preferred alcohol.
- This alcohol (or these alcohols) is (are) added in general in proportions ranging from 0.5 to 20% by mass, preferably from 1 to 10% by mass relative to the water present in the fluid to treat.
- the additive (or mixtures of additives) considered in the invention can (wind) be then previously dissolved in a hydro-alcoholic medium and then added to the medium to process, so as to obtain final concentrations of additive (s) generally ranging from 0.05 to 5% by mass, preferably from 0.1 to 2% by mass relative to the water present in the fluid to be treated.
- the additives or mixture of additives, essentially water-soluble, considered in the invention can be used either in pure water medium, for example in water condensation, either in a saline environment, for example in production water in sea or in brine.
- the device used consists of 16 mm diameter tubes, in which are 8 ml of a 20% by mass aqueous THF solution containing possibly the additive to be tested. A glass ball of a 8 mm diameter, to ensure correct mixing of the solution.
- the tubes are placed on a rotary agitator, which rotates at 20 rpm. The latter is placed in an enclosure refrigerated at 2 ° C.
- the principle of this test is to determine the time ⁇ t necessary to form a given amount of hydrates.
- This time ⁇ t corresponds to the interval measured between the when we observe the formation of hydrates (appearance of a disorder) and when or a 1cm thick hydrate plug forms in the tube.
- Each series of tests is carried out in the presence of a reference mixture which containing no additive, and the ⁇ t supplied for an additive corresponds to an average times measured on 16 tests.
- the pure water / THF solutions have an average ⁇ t of 17.0 minutes.
- Macromer M has also been copolymerized with a macromer unit of polypropylene glycol monoacrylate type comprising 3 propylene sequences glycol in side chain.
- the copolymer C obtained contains on average 25 units macromer in proportions of (75/25 respectively in macromer M and in propylene glycol monoacrylate macromer).
- the average ⁇ t determined for the copolymer C is 31.2 minutes.
- Example 1 The experimental procedure of Example 1 is repeated, replacing pure water by a mixture of pure water + 5% methanol by mass and by lowering the temperature the enclosure refrigerated at -1 ° C.
- Example 1 The experimental procedure of Example 1 is repeated, replacing pure water with a NaCl solution 3.5% by mass, the temperature of the refrigerated chamber is lowered to -1 ° C. Under these conditions, the average ⁇ t of the NaCl / THF solutions in the absence additive is 22.3 minutes.
- this additive has a ⁇ t significantly shorter than those of the substances mentioned in the invention, as shown by the result indicated in Table 1 below.
- Additive (molar% of the units) Concentration (% by mass)
- Operating conditions ⁇ t (min) Ex. 1: - additives free - pure water / THF at 2 ° C 17.0 - Macromere M 0.5 pure water / THF at 2 ° C 21.4 - Homopolymer A 0.5 pure water / THF at 2 ° C 30.7 - Homopolymer B 0.5 pure water / THF at 2 ° C 25.4 - Copolymer C 0.5 pure water / THF at 2 ° C 31.2 Ex.
- the apparatus has a 10-meter loop made up of diameter tubes interior equal to 7.7 mm, a 2-liter reactor comprising an inlet and an outlet for gas, suction and discharge for the water and additive mixture initially introduced.
- the reactor puts the loop under pressure.
- Diameter tubes similar to those of the loop ensure the circulation of the fluid from the loop to the reactor, and conversely, via a gear pump placed in between.
- a Sapphire cell integrated in the circuit allows visualization of the circulating liquid and hydrates when they form.
- the fluid is introduced (water and additive) in the reactor.
- the installation is then brought under a pressure of 7 MPa.
- the solution is homogenized by its circulation in the loop and the reactor for one hour at 20 ° C.
- the pressure is kept constant by adding methane, and a progressive decrease in temperature (0.5 ° C / min) from 20 ° C to 3 ° C is imposed, which corresponds to the chosen experimental temperature.
- the principle of these tests is to determine, on the one hand the temperature of formation of methane hydrates in the loop and secondly to assess the speed of growth and the amount of hydrate crystals formed. Detecting the formation of hydrates is detected by exothermia and increased consumption of gas.
- the methane hydrates form at a temperature in the region of 10.8 ° C.
- first phase about 5 minutes
- second phase it becomes extremely important (maximum opening of the flow meter) until complete blockage of the circulation of the fluid mixture + hydrates in the loop assembly + reactor.
- the second phase corresponding to the growth and agglomeration of crystals, lasts 28 minutes and the total consumption is on average 17 normal liters.
- the first phase is analogous to that observed in pure water, the second phase, representative of crystal growth phenomena, is takes place over an average duration of 50 minutes, the opening of the flow meter is approximately 50% of its maximum capacity. Consequently, to arrive at total consumption almost identical to 17 normal liters, it took about twice as long, per slower growth of crystals.
- the test lasts 6 hours. When in most of the tests the hydrates did not not formed (predominant kinetic effect), the additive concentration is reduced by so that average ⁇ t values can be determined.
- Each series of tests is carried out in the presence of a reference mixture which containing no additive, and the values of tl and ⁇ t supplied for an additive correspond at an average of the times measured over 16 tests.
- the pure water / THF solutions have an average latency of 35 minutes and an average ⁇ t of 17.0 minutes.
- the first - copolymer A - of mass 150,000 by weight contains vinyl-pyrrolidone monomer units and units macromers of the polyethylene glycol monomethacrylate type comprising 6 ethylene glycol sequences, referred to as macromer M in the remainder of the text.
- the second copolymer - copolymer B - is obtained by polymerizing the macromer M with acrylamide and acrylamide methyl propane sulfonate (AMPS).
- the mixture of kinetic additive and growth inhibitor and / or agglomeration allows both a gain in latency and a slowdown the rate of formation of the hydrate plug.
- a copolymer C obtained by polymerizing the macromer M and a macromer of polypropylene glycol monoacrylate type comprising 3 propylene sequences glycol in the side chain and containing on average 25 macromer units, in proportions of 75/25 respectively in macromer M and in macromer monoacrylate of propylene glycol, is mixed with a poly-N-vinyl-pyrrolidone sample cited in Example 4 (Product D) in proportions 50: 50 by mass. The addition of 0.5% in mass relative to the water of this mixture makes it possible to extend the latency time to 146 minutes and the average blocking time at 22.0 minutes.
- a second mixture is composed of 50% by mass of the defined homopolymer A in Example 1 (comprising on average 45 macromer units) and 50% by mass of GAFFIX VC-713 (defined above in Example 4: Product G). The addition of 0.5% in mass of this mixture in the medium multiplies by 6.8 the latency time and prolongs the ⁇ t more than 13 minutes.
- Example 7 The experimental procedure of Example 7 is repeated, replacing pure water by a mixture of pure water + 5% methanol by mass and by lowering the temperature the enclosure refrigerated at -1 ° C.
- the average latency time of pure water solutions + 5% of methanol / THF in the absence of an additive is 29 minutes and the average ⁇ t is 23.0 minutes.
- Example 7 The experimental procedure of Example 7 is repeated, replacing pure water with a NaCl solution 3.5% by mass, the temperature of the refrigerated chamber is lowered to -1 ° C. Under these conditions, the average latency of the solutions NaCl / THF in the absence of an additive is 37 minutes and the average ⁇ t of the solutions NaCl / THF in the absence of an additive is 22.3 minutes.
- Example 7 The addition of 0.5% by mass relative to the water content of the medium copolymer B described in Example 7 completely inhibits the formation of hydrates.
- the content of copolymer B in the medium is reduced to 0.3% by mass relative to the water content, the average lag time is multiplied by more than 4 and the average ⁇ t is extended by almost 10 minutes.
- this additive has a ⁇ t significantly shorter than those of the substances mentioned in the invention, as shown by the result indicated in Table 2 below.
- the latency time (tl) defined as in Example 7 has been shown.
- Additive molar% of motits
- Concentration % by mass
- Operating conditions Latency time (min) ⁇ t (min) Ex.
- Example 6 The procedure of Example 6 was repeated.
- the gas consumption also has two phases. Due to the net lowering of the hydrate formation temperature observed in this case, firstly the first consumption phase is deferred over time; on the other hand, the second phase going until the blockage is considerably lengthened (it lasts about 2 hours, instead of 28 minutes for pure water), for an almost identical total gas consumption of 17 normal liters.
- copolymer B made it possible to combine the delay effects of formation of crystals and slowing their growth and / or their agglomeration.
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Abstract
On décrit un procédé pour ralentir la croissance et/ou l'agglomération des hydrates au sein d'un fluide comprenant de l'eau et des gaz par addition d'au moins un macromère de polyoxyalkylène glycol, essentiellement hydrosoluble, ou d'au moins un polymère essentiellement hydrosoluble contenant un seul et même macromère ou plusieurs unités macromère différentes de polyoxyalkylène glycol ou d'un mélange de macromères et/ou polymacromères essentiellement hydrosolubles. Il est également possible à la fois de retarder la formation des hydrates, de ralentir nettement leur croissance et de limiter leur agglomération lors du processus de cristallisation, par l'association de structures de type macromère de polyoxyalkylène glycol et de structures de type additif cinétique connues pour agir essentiellement sur l'inhibition de la formation des hydrates. L'additif (ou le mélange d'additifs) est (sont) incorporé(s) au fluide à traiter en général à une concentration de 0,05 % à 5 % en masse par rapport à la teneur en eau du milieu. Le (ou les) additif(s) peu(ven)t également être utilisé(s) en mélange avec de l'eau de production, de l'eau de mer, de la saumure ou au moins un alcool (monoalcool ou polyol). Dans le cas des alcools, les proportions sont alors en général de 0,5 % à 20 % en masse d'alcool par rapport à la teneur en eau du milieu pour 0,05 % à 5,0 % en masse d'additif par rapport à la teneur en eau du milieu.
Description
L'invention concerne un procédé pour inhiber ou retarder la formation, la
croissance ou/et l'agglomération des hydrates de gaz naturel, de gaz de pétrole ou
d'autres gaz, par utilisation d'au moins un additif. Les gaz qui forment des hydrates
peuvent notamment comprendre au moins un hydrocarbure choisi parmi le méthane,
l'éthane, l'éthylène, le propane, le propène, le n-butane et l'iso-butane, et éventuellement
de l'H2S et/ou du CO2.
Ces hydrates se forment lorsque l'eau se trouve en présence de gaz, soit à l'état
libre, soit à l'état dissous dans une phase liquide, telle qu'un hydrocarbure liquide, et
lorsque la température atteinte par le mélange notamment d'eau, de gaz et éventuellement
d'hydrocarbures liquides, tels que de l'huile, devient inférieure à la température thermodynamique
de formation des hydrates, cette température étant donnée pour une
composition des gaz connue et lorsque leur pression est fixée.
La formation d'hydrates peut être redoutée, notamment dans l'industrie pétrolière
et gazière, pour lesquelles les conditions de formation d'hydrates peuvent être réunies. En
effet, pour diminuer le coût de production du pétrole brut et du gaz, tant au point de vue
des investissements qu'au point de vue de l'exploitation, une voie envisagée, notamment
en production en mer, est de réduire, voire de supprimer, les traitements appliqués au
brut ou au gaz à transporter du gisement à la côte et notamment de laisser toute ou une
partie de l'eau dans le fluide à transporter. Ces traitements en mer s'effectuent en général
sur une plate-forme située en surface à proximité du gisement, de manière que l'effluent,
initialement chaud, puisse être traité avant que les conditions thermodynamiques de
formation des hydrates ne soient atteintes du fait du refroidissement de l'effluent avec
l'eau de mer.
Cependant, comme cela arrive pratiquement, lorsque les conditions thermodynamiques
requises pour former des hydrates sont réunies, l'agglomération des hydrates
entraíne le blocage des conduites de transport par création de bouchons qui empêchent
tout passage de pétrole brut ou de gaz.
La formation de bouchons d'hydrates peut entraíner un arrêt de la production et
provoquer ainsi des pertes financières importantes. De plus, la remise en service de
l'installation, surtout s'il s'agit de production ou de transport en mer, peut être longue, car
la décomposition des hydrates formés est très difficile à réaliser. En effet, lorsque la
production d'un gisement sous-marin de gaz naturel ou de pétrole et de gaz comportant
de l'eau atteint la surface du sol marin et est ensuite transportée au fond de la mer, il
arrive, par l'abaissement de la température de l'effluent produit, que les conditions
thermodynamiques soient réunies pour que des hydrates se forment, s'agglomèrent et
bloquent les conduites de transfert. La température au fond de la mer peut être, par
exemple, de 3 ou 4 °C.
Des conditions favorables à la formation d'hydrates peuvent aussi être réunies de
la même façon à terre, pour des conduites pas (ou pas assez profondément) enfouies
dans le sol terrestre, lorsque par exemple la température de l'air ambiant est basse.
Pour éviter ces inconvénients, on a cherché, dans l'art antérieur, à utiliser des
produits qui, ajoutés au fluide, pourraient agir comme inhibiteurs en abaissant la
température thermodynamique de formation des hydrates. Ce sont notamment des
alcools, tels que le méthanol, ou des glycols, tels que le mono-, le di- ou le tri-
éthylèneglycol. Cette solution est très onéreuse car la quantité d'inhibiteurs à ajouter peut
atteindre 10 à 40 % de la teneur en eau et ces inhibiteurs sont difficiles à récupérer
complètement.
On a également préconisé l'isolation des conduites de transport, de manière à
éviter que la température du fluide transporté n'atteigne la température de formation des
hydrates dans les conditions opératoires. Une telle technique est, elle aussi, très coûteuse.
On a encore décrit l'utilisation d'additifs capables de modifier le mécanisme de
formation des hydrates, puisque, au lieu de s'agglomérer rapidement les uns aux autres et
de former des bouchons, les hydrates formés se dispersent dans le fluide sans
s'agglomérer et sans obstruer les conduites. On peut citer à cet égard : la demande de
brevet EP-A-323774 au nom de la demanderesse, qui décrit l'utilisation de composés
amphiphiles non-ioniques choisis parmi les esters de polyols et d'acides carboxyliques,
substitués ou non-substitués, et les composés à fonction imide ; la demande de brevet
EP-A-323775, également au nom de la demanderesse, qui décrit notamment l'utilisation
de composés appartenant à la famille des diéthanolamides d'acides gras ou de dérivés
d'acides gras ; le brevet US-A-4956593 qui décrit l'utilisation de composés tensioactifs
tels que des phosphonates organiques, des esters phosphates, des acides phosphoniques,
leurs sels et leurs esters, des polyphosphates inorganiques et leurs esters, ainsi que des
homopolyacrylamides et des copolymères acrylamide-acrylates ; et la demande de brevet
EP-A-457375, qui décrit l'utilisation de composés tensioactifs anioniques, tels que les
acides alkylarylsulfoniques et leurs sels de métaux alcalins.
Des composés amphiphiles obtenus par réaction d'au moins un dérivé succinique
choisi dans le groupe formé par les acides et les anhydrides polyalkénylsucciniques sur au
moins un monoéther de polyéthylèneglycol ont également été proposés pour réduire la
tendance à l'agglomération des hydrates de gaz naturel, de gaz de pétrole ou d'autres gaz
(demande de brevet EP-A-582507).
Par ailleurs, on a également préconisé l'utilisation d'additifs capables d'inhiber ou
de retarder la formation et/ou la croissance des hydrates. On peut citer à cet égard la
demande de brevet EP-A-536950, qui décrit l'utilisation de dérivés de la tyrosine, la
demande internationale WO-A-9325798, qui décrit l'utilisation de composés
homopolymères et copolymères de la N-vinyl-2-pyrrolidone et leurs mélanges, la
demande internationale WO-A-9412761 et le brevet US-A-5432292 qui décrivent
l'utilisation de la poly(N-vinyl-2-pyrrolidone), de l'hydroxyéthyl cellulose et de leurs
mélanges ou d'un terpolymère à base de N-vinyl-2-pyrrolidone, N-vinyl-ε-caprolactame
et de diméthylaminoéthyl méthacrylate, commercialisé sous le nom de GAFFIX VC-713.
La demande internationale WO-A-9519408 décrit plus généralement l'utilisation de
polymères aliphatiques contenant des N-hétérocycles carbonylés dans des formulations
complexes. Il en est de même de la demande internationale WO-A-9532356, qui décrit
notamment l'utilisation de terpolymère à base de N-vinyl-2-pyrrolidone, d'acrylamido
méthyl propane sulfonate et d'acrylamide. Enfin, les demandes internationales WO-A-9517579
et WO-A-9604462 décrivent l'utilisation de dérivés ammonium, sulfonium et
phosphonium alkylés, soit seuls, soit mélangés à un inhibiteur de corrosion.
On a maintenant découvert que certains composés essentiellement hydrosolubles
à base de macromomères de polyoxyalkylène glycol, polymérisés ou non, permettent, à
de faibles concentrations, de retarder la croissance et/ou l'agglomération des hydrates de
gaz naturel, de gaz de pétrole ou d'autres gaz, avec une très grande efficacité. Eventuellement,
ces composés présentent également un effet d'inhibiteur de formation des
hydrates.
Dans la suite, on désignera par macromère aussi bien le composé polymérisable
comportant dans sa molécule un enchaínement d'au moins 2 motifs oxyde d'alkylène, que
l'unité entrant dans la constitution de polymères (homopolymères ou copolymères).
Ainsi, dans un premier mode de réalisation, l'invention propose tout d'abord un
procédé pour retarder la croissance et/ou l'agglomération et éventuellement pour retarder
la formation des hydrates au sein d'un fluide comprenant de l'eau et un gaz, dans des
conditions où des hydrates peuvent se former (à partir de l'eau et du gaz), caractérisé en
ce qu'on incorpore audit fluide au moins un macromère de polyoxyalkylène glycol et/ou
au moins un polymère formé d'un ou de plusieurs macromères de polyoxyalkylène
glycol, essentiellement hydrosoluble.
Les macromères de polyoxyalkylène glycol sont définis par la formule générale
(A) ci-dessous :
dans laquelle R1 représente un hydrogène ou un groupement alkyle comportant de 1 à 6
atomes de carbone et de préférence de 1 à 4 atomes de carbone ; R2 représente un atome
d'hydrogène ou un groupement alkyle; n représente le degré de polymérisation et a une
valeur comprise entre 1 et 140, de préférence de 3 à 140.
Les macromères définis par la formule générale (A), essentiellement
hydrosolubles et comportant au moins un enchaínement polyoxyalkylène glycol, peuvent
être utilisés soit sous forme de composés simples, soit sous forme de polymères.
Les polymères sont soit des homopolymères, c'est-à-dire des enchaínements d'un
seul et même motif macromère, soit des copolymères, c'est-à-dire des polymères
constitués d'au moins deux unités différentes définies par la formule (A). Ces
copolymères sont des polymacromères composés d'au moins deux macromères qui
diffèrent par les groupements latéraux R2 liés aux groupements oxyalkylène, et/ou par
les groupements R1 liés au squelette macromoléculaire et/ou par le nombre
d'enchaínements n de groupements (CH2-CHOR2) présents sur le macromère.
Les macromères et polymères décrits dans l'invention ont des masses moléculaires
moyennes qui peuvent varier entre 160 g.mol-1 et plusieurs millions, selon le nombre n
de motifs oxydes d'alkylène dans le macromère et selon le nombre d'unités macromères
dans les homo ou copolymères. Les masses moléculaires moyennes préférées sont de 250
à plusieurs millions.
Dans le procédé de l'invention, les macromères, les homo et copolymères tels que
décrits ci-dessus peuvent être ajoutés dans le fluide à traiter seuls ou sous forme de
mélanges de deux ou plusieurs d'entre eux. Lorsque plusieurs macromères,
homopolymères ou copolymères sont utilisés en mélange, il peut s'agir de macromères,
d'homopolymères ou de copolymères qui diffèrent entre eux par exemple par la nature
des motifs qui les composent et/ou par leur masse moléculaire.
Les macromères, les homo ou copolymères, ainsi que leurs mélanges en toutes
proportions peuvent être ajoutés dans le fluide à traiter à des concentrations allant en
général de 0,05 à 5 % en masse, de préférence de 0,1 à 2 % en masse, par rapport à l'eau
présente dans le fluide à traiter.
Par ailleurs, les macromères, les homo ou copolymères préconisés comme additifs
dans l'invention peuvent être mélangés à un ou plusieurs alcools (monoalcools ou
polyols) renfermant par exemple de 1 à 6 atomes de carbone, plus particulièrement le
mono-, le di- ou le tri-éthylèneglycol, l'éthanol ou le méthanol, ce dernier étant l'alcool
préféré. Cet alcool (ou ces alcools) est (sont) ajouté(s) en général en des proportions
allant de 0,5 à 20 % en masse, de préférence de 1 à 10 % en masse, par rapport à l'eau
présente dans le fluide à traiter. Le (ou les) macromère(s), homopolymère(s) ou
copolymère(s) considéré(s) dans l'invention peut(vent) être alors préalablement dissous
en milieu hydro-alcoolique et ensuite ajouté(s) au milieu à traiter, de façon à obtenir des
concentrations finales en macromère(s), homopolymère(s) ou copolymère(s) allant en
général de 0,05 à 5 % en masse, de préférence de 0,1 à 2 % en masse par rapport à l'eau
présente dans le fluide à traiter.
La présence dans le milieu d'additif(s) retardant la croissance et/ou
l'agglomération et ayant éventuellement un effet inhibiteur de formation tels que les
macromère(s), homo ou copolymère(s) ou encore de mélanges de ces composés
préconisés dans l'invention et d'alcool(s) tels que par exemple le méthanol, permet, par
leurs actions conjuguées, d'obtenir des retards à la croissance des hydrates et un fort
ralentissement de la formation de bouchon dans les conduites et ce, d'une part, en
diminuant les quantités d'additifs utilisés (alcool et polymères) et, d'autre part, en
permettant surtout d'opérer dans une gamme de températures beaucoup plus basses.
Les macromères, homo ou copolymères essentiellement hydrosolubles considérés
dans l'invention peuvent être utilisés soit en milieu eau pure, par exemple dans de l'eau de
condensation, soit en milieu salin, par exemple dans de l'eau de production, dans l'eau de
mer ou dans la saumure.
On a également découvert que l'association des composés essentiellement
hydrosolubles à base de macromomères de polyoxyalkylène glycol tels que décrits ci-dessus,
qui ralentissent la croissance et/ou l'agglomération des hydrates, avec des
composés inhibiteurs cinétiques connus essentiellement pour retarder la formation des
hydrates présente une excellente efficacité pour modifier le mécanisme de formation des
hydrates tout en limitant la vitesse à laquelle les hydrates se forment et leur tendance à
l'agglomération. Ces composés (ou ces mélanges de composés) comportant les deux
types de structures sont utilisés à de faibles concentrations. Le procédé s'applique aux
hydrates de gaz naturel, de gaz de pétrole ou d'autres gaz, avec une très grande
efficacité.
Cette modification du mécanisme de formation, de croissance et/ou
d'agglomération des cristaux peut être mise à profit pour le transport de fluides
comprenant un gaz susceptible de former des hydrates et de l'eau. Elle peut également
être utilisée dans les boues de forage à base d'huile ou à base d'eau de façon à éviter les
problèmes liés aux hydrates lors des opérations de forage.
Lorsque le procédé est appliqué au transport de fluides dans une conduite, c'est-à-dire
au transport de gaz et d'eau en présence éventuellement d'une phase hydrocarbure
liquide de type condensat ou huile, l'additif ou mélange d'additifs peut être injecté en
continu ou en batch dans la conduite en amont de la portion de la conduite où les
conditions thermodynamiques sont réunies pour former des hydrates. L'ajout de l'additif
ou du mélange d'additifs permet premièrement de retarder la formation des hydrates
même si les conditions thermodynamiques dans le milieu sont telles que les hydrates sont
susceptibles de se former et deuxièmement de contrôler la croissance et l'agglomération
des cristaux dès qu'ils commencent à se former dans la conduite. On observe que l'action
d'inhibition de croissance et de dispersion conduit à la formation lente de petits cristaux
qui restent dispersés dans le fluide. A l'inverse, dans le cas de l'addition d'un inhibiteur
cinétique qui agit essentiellement sur la formation des hydrates, on observe que les
hydrates croissent de manière explosive dès que ledit inhibiteur devient inefficace par une
chute trop importante de la température - dépassement du sous refroidissement maximal
supporté par l'additif - ou par un séjour trop long du fluide dans la zone où les hydrates
peuvent se former - typiquement lors d'un arrêt de production prolongé.
Lorsque le procédé est appliqué aux opérations de forage, l'additif ou mélange
d'additifs peut être additionné aux boues via les bacs à boues en tête de puits.
Ainsi, selon un second mode de réalisation, la présente invention propose un
procédé pour retarder la formation des hydrates et réduire leur vitesse de croissance et
leur tendance à l'agglomération au sein d'un fluide comprenant au moins de l'eau et des
hydrocarbures susceptibles de former des hydrates, dans des conditions de température
et de pression où ces hydrates peuvent se former, caractérisé en ce que l'on incorpore
audit fluide
- un mélange d'additifs comprenant
- au moins un composé comportant au moins un enchaínement d'au moins deux motifs oxydes d'alkylène sous la forme d'un macromère, unité polymérisable comportant un polyoxyde d'alkylène en chaíne latérale, tel qu'il a été défini précédemment
- et au moins un inhibiteur cinétique des hydrates ;
- ou un additif comprenant au moins un copolymère formé entre au moins un macromère tel que défini ci-dessus et au moins une structure de type additif cinétique.
Dans une première variante de ce mode de réalisation du procédé de l'invention,
l'effet conjugué inhibiteur cinétique + inhibiteur spécifique de croissance et/ou
d'agglomération peut d'abord être obtenu par le biais d'une formulation qui comprend,
associés aux composés comportant au moins un enchaínement d'au moins deux motifs
oxydes d'alkylène sous la forme d'un macromère, unité polymérisable comportant un
polyoxyde d'alkylène en chaíne latérale, comme indiqué ci-dessus, des homopolymères de
monomères de type cinétique ou des copolymères comportant uniquement des
monomères de type cinétique ou encore des polymères naturels ayant un effet cinétique
ou des tensioactifs.
Comme déjà décrit plus haut, I' (ou les) inhibiteur(s) spécifique(s) de croissance
et/ou d'agglomération est (sont) choisi(s) parmi les macromères définis par la formule
générale (A), les polymères contenant les macromères définis en (A) soit sous la forme
d'homopolymères, c'est-à-dire des enchaínements d'un seul et même motif macromère,
soit sous la forme de copolymères, c'est-à-dire des polymères constitués d'au moins deux
unités différentes toutes deux définies par la formule (A) et qui diffèrent par les
groupements latéraux liés aux groupements oxyalkylène R2, et/ou par les groupements
R1 liés au squelette macromoléculaire et/ou par le nombre d'enchaínements (CH2-CHOR2)
présents sur le macromère. Ces macromères et polymères décrits dans
l'invention ont des masses moléculaires moyennes qui peuvent varier entre 160 g.mol-1
et plusieurs millions, de préférence de 250 g. mol-1 à plusieurs millions.
Les inhibiteurs cinétiques des hydrates peuvent être des homopolymères ou des
copolymères formés sur des monomères inhibiteurs cinétiques agissant sur les processus
de nucléation et éventuellement de croissance des hydrates et choisis par exemple parmi :
- le N-vinyl-2-lactame avec un cycle lactame comprenant de 5 à 7 atomes, les cycles lactame pouvant également être modifiés par des chaínes alkyle, par exemple la N-vinyl-2-pyrrolidone ou la N-vinyl-2-caprolactame,
- l'acrylate de sodium, le méthacrylate de sodium ou encore les esters d'acrylate ou de méthacrylate possédant des groupements organiques comportant éventuellement des hétéroatomes et étant éventuellement chargés positivement, négativement ou encore possédant à la fois des charges positive et négative,
- l'acrylamide, le méthacrylamide ou encore l'acrylamide ou le méthacrylamide N- ou N,N-substitué par des groupements organiques linéaires ou cycliques comportant éventuellement des hétéroatomes et étant éventuellement chargés positivement, négativement ou encore possédant à la fois des charges positive et négative,
- le N-vinyl acétamide ou le N-alkyl vinyl acétamide,
- un carboxylate de vinyle et
- une N-acyl polyalkylène imine, telle que par exemple la 2-éthyl-2-oxazoline.
Lesdits polymères peuvent comporter un ou plusieurs monomères parmi ceux
décrits ci-dessus. Dans le cas des copolymères, les monomères considérés seront au
moins au nombre de deux et seront incorporés dans le copolymère dans des proportions
allant de 1 % à 99 % molaire suivant la nature des monomères et leur réactivité relative
les uns par rapport aux autres. On peut citer comme exemples, mais sans que ces
exemples soient limitatifs, des copolymères tels que N-vinyl-2-pyrrolidone/N-vinyl-caprolactame
(NVP/NVCap), NVP/NVCap/dialkyl acrylate ou encore Acrylamide/
Acrylamido diméthyl propane sulfonate (AA/AMPS).
Ces mélanges sont en général additionnés au fluide à traiter à des concentrations
qui peuvent aller de 0,05 % à 5 %, et de préférence entre 0,1 et 2 %, en masse par
rapport à la teneur en eau du milieu. Les proportions respectives d'additif de type
cinétique par rapport à l'additif inhibiteur de croissance et/ou d'agglomération peuvent
varier de 5 à 80 % et de 20 à 95 % en masse et de préférence respectivement de 20 à
60 % et de 40 à 80 % en masse.
A la liste des homopolymères et copolymères de type cinétique cités ci-dessus, on
peut également ajouter des polymères naturels et des tensioactifs, ainsi que des dérivés
d'acides aminés, ayant un effet sur la cinétique de formation des hydrates :
- les polysaccharides naturels comme l'hydroxy éthyl cellulose (HEC) et autres dérivés cellulosique, les carraghénanes, le guar, l'agar, la gomme arabique, la caroube, le xanthane, les alginates et propylène glycol alginates, etc.;
- les tensioactifs composés d'une partie hydrophobe dérivée d'un alcool, d'un acide gras,
de dérivés alkylés du phénol, de polyoléfines, de chaínes alkyles longues et d'une tête
polaire qui peut être :
- anionique, de type alcoolate, sulfate, sulfonate, phosphate, phosphonate ou acide phosphonique,
- cationique, de type ammonium, phosphonium ou sulfonium
- ou neutre ; et
- comme dérivés d'acides aminés, on peut citer par exemple les dérivés de la tyrosine.
Dans une seconde variante de ce mode de réalisation du procédé de l'invention,
les deux types d'additifs inhibiteurs cinétiques et inhibiteurs de croissance et/ou
d'agglomération définis par les structures mentionnées ci-dessus peuvent être réunis dans
un seul et même copolymère. Dans ce copolymère, un (ou plusieurs) monomère(s) de
type cinétique peu(ven)t être associé(s) à un (ou plusieurs) macromère(s) inhibiteur(s) de
croissance et/ou d'agglomération. Les copolymères résultants ont des masses
moléculaires moyennes comprises entre 1000 et 106 et sont essentiellement
hydrosolubles.
Dans ces copolymères comportant à la fois des structures retardant la croissance
et/ou l'agglomération des hydrates et des structures inhibitrices cinétiques, les structures
retardant la croissance et/ou l'agglomération des hydrates sont des macromères
comportant au moins un enchaínement polyoxyalkylène glycol, en général tels que définis
par la formule générale (A) donnée plus haut et les monomères inhibiteurs cinétiques
agissant sur les processus de nucléation et éventuellement de croissance des hydrates
peuvent être choisis parmi ceux déjà énumérés plus haut.
Les copolymères considérés sont préférentiellement définis par la formule
générale (B) ci-dessous :
dans laquelle l'entité MACROMÈRE représente au moins une unité macromère définie
par la formule générale (A), R5 est un atome d'hydrogène ou un groupement méthyle, R6
est un atome d'hydrogène ou un groupement hydrocarboné de type alkyle, cycloalkyle,
aryle ou alkylaryle contenant de 1 à 30 atomes de carbone, R7 est un atome d'hydrogène
ou un groupement hydrocarboné de type alkyle, cycloalkyle, aryle ou alkylaryle
contenant de 1 à 30 atomes de carbone, R6 et R7 pouvant être identiques ou différents ;
R8 est choisi parmi la liaison simple, les groupements divalents CH2 et les groupements
divalents -C6H4- et -CONHC(CH3)2-CH2-, Y est un atome d'hydrogène, un atome de
métal alcalin ou un groupement ammonium. Le monomère (IV) est choisi parmi les
structures cinétiques décrites ci-dessus et est tel qu'il soit différent des monomères [I],
[II] et [III].
La formule du copolymère (B) est telle que la somme a + b+ c + d = 1, avec a
compris entre 0,01 et 1 et b, c et d compris chacun entre 0 et 0,99.
En vue d'obtenir les meilleures performances possibles et d'adapter l'additif au
fluide à traiter, l'addition d'un mélange de plusieurs copolymères définis par la formule
générale (B) peut être envisagée.
Le (ou les) copolymère(s) défini(s) par la formule (B) est (sont) additionné(s) au
fluide à traiter à des concentrations qui peuvent aller de 0,05 à 5 % et de préférence entre
0,1 et 2 % en masse par rapport à la teneur en eau du milieu.
Par ailleurs, il est également possible dans ce cas d'ajouter aux copolymères
comportant à la fois des structures retardant la croissance et/ou l'agglomération des
hydrates et des structures inhibitrices cinétiques mélanges des homopolymères et
copolymères de type cinétique cités ci-dessus, des polymères naturels et/ou des
tensioactifs ayant un effet sur la cinétique de formation des hydrates, tels que ceux déjà
mentionnés plus haut, ainsi que des dérivés d'acides aminés, comme par exemple les
dérivés de la tyrosine.
Dans tous les cas, le (ou les additifs) préconisé(s) dans l'invention peu(ven)t être
mélangé(s) à un ou plusieurs alcools (monoalcools ou polyols) renfermant par exemple
de 1 à 6 atomes de carbone, plus particulièrement le mono-, le di- ou le tri-éthylèneglycol,
l'éthanol ou le méthanol, ce dernier étant l'alcool préféré. Cet alcool (ou
ces alcools) est (sont) ajouté(s) en général en des proportions allant de 0,5 à 20 % en
masse, de préférence de 1 à 10 % en masse par rapport à l'eau présente dans le fluide à
traiter. L'additif (ou les mélanges d'additifs) considéré(s) dans l'invention peut(vent) être
alors préalablement dissous en milieu hydro-alcoolique et ensuite ajouté(s) au milieu à
traiter, de façon à obtenir des concentrations finales en additif(s) allant en général de 0,05
à 5 % en masse, de préférence de 0,1 à 2 % en masse par rapport à l'eau présente dans le
fluide à traiter.
Les additifs ou mélange d'additifs, essentiellement hydrosolubles, considérés dans
l'invention peuvent être utilisés soit en milieu eau pure, par exemple dans de l'eau de
condensation, soit en milieu salin, par exemple dans de l'eau de production dans l'eau de
mer ou dans la saumure.
La description complète de toutes demandes, tous brevets et publications, cités
ci-dessus et ci-dessous, et des demandes françaises correspondantes 97/10118 et
97/10119, déposées le 05/08/97 est incluse par référence dans la présente description.
L'invention sera mieux comprise à la lecture des expérimentations suivantes,
nullement limitatives. Les exemples 4, 5, 10 et 11 sont donnés à titre comparatif et ne
font pas partie de l'invention.
La procédure expérimentale de sélection des additifs est menée sur des hydrates
de tétrahydrofuranne (THF). Une solution eau pure/THF (80/20 en masse) forme des
hydrates sous pression atmosphérique à 4 °C (voir : "Kinetic Inhibitors of Natural Gas
Hydrates", Sloan, E.D. et al.; 1994).
Le dispositif utilisé est constitué de tubes de diamètre 16 mm, dans lesquels sont
introduits 8 ml d'une solution aqueuse à 20 % en masse de THF contenant
éventuellement l'additif à tester. On introduit dans chaque tube une bille en verre d'un
diamètre de 8 mm, afin d'assurer un brassage correct de la solution. Les tubes sont placés
sur un agitateur rotatif, qui tourne à 20 tours/min.. Ce dernier est placé dans une enceinte
réfrigérée à 2 °C.
Le principe de ce test est de déterminer le temps Δt nécessaire pour former une
quantité donnée d'hydrates. Ce temps Δt correspond à l'intervalle mesuré entre le
moment où on observe la formation des hydrates (apparition d'un trouble) et le moment
ou un bouchon d'hydrates d'1cm d'épaisseur se forme dans le tube.
Chaque série de tests est menée en présence d'un mélange de référence ne
contenant pas d'additif, et les Δt fournis pour un additif correspondent à une moyenne
des temps mesurés sur 16 essais.
Dans les conditions opératoires décrites ci-dessus, les solutions eau pure/THF ont
un Δt moyen de 17,0 minutes.
Dans les conditions opératoires mises en oeuvre, l'addition de 0,5 % en masse de
monométhacrylate de polyéthylène glycol comportant 6 enchaínements éthylène glycol,
dénommé M dans la suite du texte, ralentit nettement la vitesse de croissance des
cristaux d'hydrate de THF. Le Δt moyen passe de 17 minutes pour l'eau à 21,4 minutes
en présence d'additif.
A partir de ce macromère M deux homopolymères de masses moléculaires
moyennes différentes ont été synthétisés par polymérisation radicalaire en phase aqueuse.
Ces polymères sont nommés respectivement homopolymère A et homopolymère B et
comportent respectivement en moyenne 45 unités macromère et 100 unités macromère.
L'addition de 0,5 % de l'homopolymère A dans le milieu prolonge le Δt à 30,7 minutes,
alors que le Δt moyen obtenu lors de l'addition de 0,5 % de l'homopolymère B est de
25,4 minutes.
Le macromère M a également été copolymérisé avec une unité macromère de
type monoacrylate de polypropylène glycol comportant 3 enchaínements propylène
glycol en chaíne latérale. Le copolymère C obtenu contient en moyenne 25 unités
macromère dans des proportions de (75/25 respectivement en macromère M et en
macromère monoacrylate de propylène glycol). Dans les conditions de tests mises en
oeuvre, le Δt moyen déterminé pour le copolymère C est de 31,2 minutes.
La procédure expérimentale de l'exemple 1 est répétée en remplaçant l'eau pure
par un mélange eau pure + 5 % de méthanol en masse et en abaissant la température de
l'enceinte réfrigérée à -1 °C.
Dans ces conditions, le Δt moyen des solutions eau pure + 5 % de méthanol/THF
en l'absence d'additif est de 23,0 minutes.
L'addition de 0,5 % en masse de macromère M, prolonge le Δt moyen à
26,3 minutes.
La procédure expérimentale de l'exemple 1 est répétée en remplaçant l'eau pure
par une solution de NaCI 3,5 % en masse, la température de l'enceinte réfrigérée est
abaissée à -1 °C. Dans ces conditions, le Δt moyen des solutions NaCl/THF en l'absence
d'additif est de 22,3 minutes.
Les valeurs de Δt moyen déterminées respectivement pour le macromère M,
l'homopolymère A et le copolymère C sont respectivement de 27,1 minutes, 33,1 minutes
et 29,8 minutes.
Différents additifs sortant du cadre de l'invention ont été testés à titre de
comparaison dans les conditions décrites dans l'exemple 1 :
- Produit D : Polyvinylpyrrolidone (masse moléculaire moyenne en poids : 1,5 million).
- Produit E : Polyacrylamide (masse moléculaire moyenne en poids : 1,0 million).
- Produit F : Copolymère acrylamide/acide acrylique -40/60- (masse moléculaire moyenne en poids : 1,0 million).
- Produit G : GAFFIX VC - 713 (N - vinyl - 2 - pyrrolidone / N-vinyl-ε-caprolactame / diméthylaminoéthyl méthacrylate).
- Produit H : Copolymère acide acrylique/acrylate de butyle -55/45- (masse moléculaire moyenne en poids : 8,0 millions ; 0,5 % en masse).
Dans les conditions de tests mises en oeuvre, ces additifs présentent des Δt
nettement plus courts que ceux des substances mentionnées dans l'invention, comme le
montrent les résultats rassemblés dans le tableau ci-dessous.
Le produit H, sortant du cadre de l'invention, a été testé à titre de comparaison
dans les conditions décrites dans l'exemple 3.
Dans les conditions de tests mises en oeuvre, cet additif présente un Δt nettement
plus court que ceux des substances mentionnées dans l'invention, comme le montre le
résultat indiqué dans le tableau 1 ci-dessous.
| Additif (% molaire des motifs) | Concentration (% en masse) | Conditions opératoires | Δt (min) |
| Ex. 1 : | |||
| - sans additif | - | eau pure/THF à 2°C | 17,0 |
| - Macromère M | 0.5 | eau pure/THF à 2°C | 21,4 |
| - Homopolymère A | 0,5 | eau pure/THF à 2°C | 30,7 |
| - Homopolymère B | 0,5 | eau pure/THF à 2°C | 25,4 |
| - Copolymère C | 0,5 | eau pure/THF à 2°C | 31,2 |
| Ex. 2 : | |||
| - sans additif | - | eau + 5% MeOH/THF à -1°C | 23,0 |
| - Macromère M | 0,5 | eau + 5% MeOH/THF à -1°C | 26,3 |
| Ex.3 : | |||
| - sans additif | - | NaCl 3,5%/THF à -1°C | 22,3 |
| - Macromère M | 0,5 | NaCl 3,5%/THF à -1°C | 27,1 |
| - Homopolymère A | 0,5 | NaCl 3,5%/THF à -1°C | 33,1 |
| - Copolymère C | 0,5 | NaCl 3,5%/THF à -1°C | 29,8 |
| Ex.4 : | |||
| - sans additif | - | eau pure/THF à 2°C | 17,0 |
| - Produit D : | 0,5 | eau pure/THF à 2°C | 19,0 |
| - Produit E : | 0,5 | eau pure/THF à 2°C | 17,1 |
| - Produit F : | 0,5 | eau pure/THF à 2°C | 7,7 |
| - Produit G : | 0,5 | eau pure/THF à 2°C | 12,9 |
| 0,3 | eau pure/THF à 2°C | 12,9 | |
| - Produit H : | 0.5 | eau pure/THF à 2°C | 13,1 |
| Ex.5 : | |||
| - sans additif | - | NaCl 3,5%/THF à -1°C | 22,3 |
| - Produit H : | 0.3 | NaCl 3,5%/THF à -1°C | 20.4 |
Pour tester l'efficacité des produits utilisés dans le procédé de l'invention, en
présence d'hydrates de méthane, on a procédé à des essais de formation d'hydrates à
partir de gaz et d'eau, à l'aide de l'appareillage décrit ci-après.
L'appareillage comporte une boucle de 10 mètres constituée de tubes de diamètre
intérieur égal à 7,7 mm, un réacteur de 2 litres comprenant une entrée et une sortie pour
le gaz, une aspiration et un refoulement pour le mélange eau et additif initialement
introduit. Le réacteur permet de mettre la boucle sous pression. Des tubes de diamètre
analogue à ceux de la boucle assurent la circulation du fluide de la boucle au réacteur, et
inversement, par l'intermédiaire d'une pompe à engrenages placée entre les deux. Une
cellule saphir intégrée dans le circuit permet une visualisation du liquide en circulation et
des hydrates quand ils se forment.
Pour déterminer l'efficacité des additifs selon l'invention, on introduit le fluide
(eau et additif) dans le réacteur. L'installation est ensuite portée sous une pression de
7 MPa. La solution est homogénéisée par sa circulation dans la boucle et le réacteur
pendant une heure à 20 °C. La pression est maintenue constante par apport de méthane,
et on impose une diminution progressive de la température (0,5 °C/min) de 20 °C à 3 °C,
qui correspond à la température expérimentale choisie.
Le principe de ces essais est de déterminer, d'une part la température de
formation des hydrates de méthane dans la boucle et d'autre part d'évaluer la vitesse de
croissance et la quantité de cristaux d'hydrates formés. La détection de la formation des
hydrates est détectée par une exothermie et une augmentation de la consommation de
gaz.
En l'absence d'additif (milieu : eau désionisée), les hydrates de méthane se
forment à une température voisine de 10,8 °C. A partir de la formation des premiers
cristaux, on observe deux phases en ce qui concerne la consommation de gaz. Dans la
première phase (environ 5 minutes) l'apport en gaz est très faible, puis, dans la seconde
phase il devient extrêmement important (ouverture maximale du débitmètre) jusqu'au
blocage complet de la circulation du mélange fluide + hydrates dans l'ensemble boucle +
réacteur. La seconde phase, correspondant à la croissance et à l'agglomération des
cristaux, dure 28 minutes et la consommation totale est en moyenne de 17 normaux
litres.
L'addition de 0,5 % en masse du macromère M, par rapport à l'eau, diminue
légèrement la température de formation des hydrates de méthane (10,3 °C), dans les
conditions de pression et de température imposées pour ce test et la consommation de
gaz présente également deux phases. La première phase est analogue à celle observée en
eau pure, la seconde phase, représentative des phénomènes de croissance des cristaux, se
déroule sur une durée moyenne de 50 minutes, l'ouverture du débitmètre est d'environ
50 % de sa capacité maximale. En conséquence, pour arriver à une consommation totale
quasiment identique de 17 normaux litres, il a fallu environ deux fois plus de temps, par
ralentissement de la croissance des cristaux.
On a repris la procédure expérimentale de l'exemple 1 dans le but de déterminer :
- premièrement, le temps de latence tl précédant la formation des hydrates. Ce temps de latence correspond à l'intervalle mesuré entre le moment où les tubes sont introduits dans l'enceinte réfrigérée et le moment où on observe la formation des hydrates (apparition d'un trouble).
- deuxièmement, le temps Δt nécessaire pour former une quantité donnée d'hydrates. Ce temps Δt correspond à l'intervalle mesuré entre le moment où on observe la formation des hydrates (apparition d'un trouble) et le moment ou un bouchon d'hydrates d'1cm d'épaisseur se forme dans le tube.
Le test dure 6 heures. Lorsque dans la majorité des essais les hydrates ne se sont
pas formés (effet cinétique prépondérant), la concentration en additif est diminuée de
façon à pouvoir déterminer des valeurs de Δt moyennes.
Chaque série de tests est menée en présence d'un mélange de référence ne
contenant pas d'additif, et les valeurs de tl et de Δt fournis pour un additif correspondent
à une moyenne des temps mesurés sur 16 essais.
Dans les conditions opératoires décntes ci-dessus, les solutions eau pure/THF ont
un temps de latence moyen de 35 minutes et un Δt moyen de 17,0 minutes.
Deux copolymères comportant des structures cinétique et inhibitnce de
croissance et/ou d'agglomération ont été synthétisées. Le premier - copolymère A - de
masse 150 000 en poids contient des unités monomères vinyl-pyrrolidone et des unités
macromères de type monométhacrylate de polyéthylène glycol comportant 6
enchaínements éthylène glycol, dénommé macromère M dans la suite du texte. Le second
copolymère - copolymère B - est obtenu en polymérisant le macromère M avec de
l'acrylamide et de l'acrylamido méthyl propane sulfonate (AMPS). L'association de ces
deux types de structure au sein d'une même macromolécule a permis de prolonger
considérablement les temps de latence, qui passent respectivement à 165 et 264 minutes
pour les copolymères A et B et de ralentir nettement la vitesse de croissance et/ou
d'agglomération des cristaux d'hydrate de THF, puisque les Δt moyens passent de
17 minutes pour l'eau à 28,4 et 24,0 minutes pour les copolymères A et B.
De la même manière, le mélange d'additif cinétique et d'inhibiteur de croissance
et/ou d'agglomération permet à la fois un gain en temps de latence et un ralentissement
de la vitesse de formation du bouchon d'hydrates.
Un copolymère C, obtenu en polymérisant le macromère M et un macromère de
type monoacrylate de polypropylène glycol comportant 3 enchaínements propylène
glycol en chaíne latérale et contenant en moyenne 25 unités macromères, dans des
proportions de 75/25 respectivement en macromère M et en macromère monoacrylate de
propylène glycol, est mélangé avec un échantillon de poly-N-vinyl-pyrrolidone cité dans
l'exemple 4 (Produit D) dans des proportions 50 : 50 en masse. L'addition de 0,5 % en
masse par rapport à l'eau de ce mélange permet de prolonger le temps de latence à
146 minutes et le temps de blocage moyen à 22,0 minutes.
Un second mélange est composé de 50 % en masse de l'homopolymère A défini
dans l'exemple 1 (comportant en moyenne 45 unités macromères) et de 50 % en masse
de GAFFIX VC-713 (défini plus haut dans l'exemple 4 : Produit G). L'addition de 0,5 %
en masse de ce mélange dans le milieu multiplie par 6,8 le temps de latence et prolonge le
Δt moyen de plus de 13 minutes.
La procédure expérimentale de l'exemple 7 est répétée en remplaçant l'eau pure
par un mélange eau pure + 5 % de méthanol en masse et en abaissant la température de
l'enceinte réfrigérée à -1 °C.
Dans ces conditions, le temps de latence moyen des solutions eau pure + 5 % de
méthanol/THF en l'absence d'additif est de 29 minutes et le Δt moyen est de
23,0 minutes.
L'addition de 0,5 % en masse par rapport à la teneur en eau du milieu de
copolymère A tel qu'il est défini ci-dessus permet de multiplier par 6,5 le temps de
latence moyen et le Δt moyen est de 33,5 minutes.
La procédure expérimentale de l'exemple 7 est répétée en remplaçant l'eau pure
par une solution de NaCl 3,5 % en masse, la température de l'enceinte réfrigérée est
abaissée à -1°C. Dans ces conditions, le temps de latence moyen des solutions
NaCl/THF en l'absence d'additif est de 37 minutes et le Δt moyen des solutions
NaCl/THF en l'absence d'additif est de 22,3 minutes.
L'addition de 0,5 % en masse par rapport à la teneur en eau du milieu de
copolymère B décrit dans l'exemple 7 inhibe totalement la formation des hydrates.
Lorsque la teneur en copolymère B du milieu est ramenée à 0,3 % en masse par rapport à
la teneur en eau, le temps de latence moyen est multiplié par plus de 4 et le Δt moyen est
prolongé de pratiquement 10 minutes.
Le mélange homopolymère A + GAFFIX VC-713 (50/50) additionné à 0,5 % en
masse permet d'obtenir un temps de latence moyen de 190 minutes et un Δt moyen de
25,8 minutes. Enfin, le mélange d'homopolymère A et de copolymère acrylamide / AMPS
(88/12) de masse 2.106 dans des proportions 50/50 inhibe totalement la formation des
hydrates pendant 6 heures à la teneur de 0,5 % en masse. Utilisé à 0,3 % en masse, ce
mélange multiplie le temps de latence par environ 5 et le Δt moyen est quant à lui de 26,8
minutes.
Cet exemple rappelle les résultats obtenus (Δt) lorsqu'on utilise les produits D à H
définis dans l'exemple 4, aux concentrations indiquées dans le tableau 2 ci-dessous.
Dans les conditions de tests mises en oeuvre (analogues à celles de l'exemple 7),
ces additifs présentent des Δt nettement plus courts que ceux des substances mentionnées
dans l'invention, comme le montrent les résultats rassemblés dans le tableau 2 ci-dessous.
On a également fait figurer, pour chacun des produits D à H à la concentration indiquée,
le temps de latence (tl), défini comme dans l'exemple 7.
Le produit H, sortant du cadre de l'invention, a été testé à titre de comparaison
dans les conditions décrites dans l'exemple 9.
Dans les conditions de tests mises en oeuvre, cet additif présente un Δt nettement
plus court que ceux des substances mentionnées dans l'invention, comme le montre le
résultat indiqué dans le tableau 2 ci-dessous. On a fait figurer le temps de latence (tl)
défini comme dans l'exemple 7.
| Additif (% molaire des motits) | Concentration (% en masse) | Conditions opératoires | Temps de latence (min) | Δt (min) |
| Ex. 7 : | ||||
| - sans additif | - | eau pure/THF à 2°C | 35 | 17,0 |
| - Copolymère A | 0,5 | eau pure/THF à 2°C | 165 | 28.4 |
| - Copolymère B | 0,5 | eau pure/THF à 2°C | 264 | 24,0 |
| - Copolymère C + PVP | 0.5 | eau pure/THF à 2°C | 146 | 22,0 |
| - Homopolymère A + VC-713 | 0,5 | eau pure/THF à 2°C | 240 | 30,7 |
| Ex. 8: | ||||
| - sans additif | - | eau + 5% MeOH/THF à -1°C | 29 | 23,0 |
| - Copolymère A | 0,5 | eau + 5% MeOH/THF à -1°C | 191 | 33,5 |
| Ex.9 : | ||||
| - sans additif | - | NaCl 3,5%/THF à -1°C | 37 | 22,3 |
| - Copolymère B | 0,5 | NaCl 3,5%/THF à -1°C | >360 | n.d. |
| 0,3 | NaCl 3,5%/THF à -1°C | 153 | 31,7 | |
| - Homopolymère A + VC-713 | 0,5 | NaCl 3,5%/THF à -1°C | 190 | 25,8 |
| - Homopolymère A + AA/AMPS | 0,5 | NaCl 3,5%/THF à -1°C | >360 | n.d. |
| 0,3 | NaCl 3,5%/THF à -1°C | 188 | 26,8 | |
| Ex. 10 : | ||||
| - sans additif | - | eau pure/THF à 2°C | 35 | 17,0 |
| - Produit D : | 0.5 | eau pure/THF à 2°C | 135 | 19,0 |
| - Produit E : | 0,5 | eau pure/THF à 2°C | 100 | 17.1 |
| - Produit F : | 0,5 | eau pure/THF à 2°C | 136 | 7.7 |
| - Produit G : | 0,3 | eau pure/THF à 2°C | 150 | 12,9 |
| - Produit H : | 0.5 | 90 | 13,1 | |
| Ex. 11 : | ||||
| - sans additif | - | NaCI 3,5%/THF à -1°C | 37 | 22,3 |
| - Produit H : | 0,5 | NaCI 3,5%/THF à -1°C | 57 | 20,4 |
On a repris la procédure de l'exemple 6.
L'addition de 0,5 % en masse du copolymère B - tel que décrit dans l'exemple 7,
par rapport à l'eau, diminue de façon importante la température de formation des
hydrates de méthane tf = 5,1 °C.
Dans les conditions de pression et de température imposées pour ce test, la
consommation de gaz présente également deux phases. En raison du net abaissement de
la température de formation des hydrates observé dans ce cas, d'une part la première
phase de consommation est différée dans le temps ; d'autre part, la seconde phase allant
jusqu'au blocage est considérablement allongée (elle dure environ 2 heures, au lieu de 28
minutes pour l'eau pure), pour une consommation totale de gaz quasiment identique de
17 normaux litres.
La mise en jeu du copolymère B a permis de combiner les effets de retard de
formation des cristaux et de ralentissement de leur croissance et/ou de leur
agglomération.
Les exemples qui précèdent peuvent être répétés avec des résultats analogues en
substituant les réactifs et/ou les conditions générales ou particulières décrites dans
l'invention à ceux mis en oeuvre dans ces exemples.
Au vu de la description qui précède, l'homme du métier peut aisément déterminer
les caractéristiques essentielles de l'invention et, sans s'écarter de l'esprit et de la portée
de celle-ci, y apporter divers changements ou modifications pour l'adapter à diverses
utilisations et conditions de mise en oeuvre.
Claims (24)
- Procédé pour ralentir la croissance et/ou l'agglomération et éventuellement pour retarder la formation des hydrates au sein d'un fluide comprenant de l'eau et un gaz, dans des conditions où des hydrates peuvent se former à partir de l'eau et du gaz, caractérisé en ce qu'on incorpore audit fluide au moins un composé choisi parmi les macromères de polyoxyalkylène glycol, leurs homopolymères et leurs copolymères, essentiellement hydrosolubles.
- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit macromère de polyoxyalkylène glycol est défini par la formule générale :dans laquelle R1 représente un hydrogène ou un groupement alkyl comportant de 1 à 6 atomes de carbone ; R2 représente un atome d'hydrogène ou un groupement alkyle ; et n qui représente le degré de polymérisation a une valeur comprise entre 1 et 140.
- Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que, dans la formule (A), le degré de polymérisation n a une valeur de 3 à 140.
- Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ledit macromère, homopolymère ou copolymère a une masse moléculaire moyenne de 160 g.mol-1 à plusieurs millions.
- Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que ladite masse moléculaire moyenne est de 250 g. mol-1 à plusieurs millions.
- Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que ledit macromère, homopolymère ou copolymère est ajouté dans le fluide à traiter à une concentration de 0,05 à 5 % par rapport à l'eau présente.
- Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que ladite concentration est de 0,1 à % en masse par rapport à l'eau présente.
- Procédé selon l'une des revendications 1 à 7 caractérisé en ce que, pour en outre retarder la formation des hydrates, on incorpore en outre audit fluide au moins un inhibiteur cinétique des hydrates.
- Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que ledit inhibiteur cinétique des hydrates est au moins un homo- ou copolymère formé d'au moins un composé monomère choisi parmi :le N-vinyl-2-lactame avec un cycle lactame comprenant de 5 à 7 atomes éventuellement modifié par au moins une chaíne alkyle,l'acrylate de sodium, le méthacrylate de sodium ou les esters d'acrylate ou de méthacrylate possédant des groupements organiques, comportant éventuellement des hétéroatomes et étant éventuellement chargés positivement, négativement ou possédant à la fois des charges positive et négative,l'acrylamide, le méthacrylamide ou l'acrylamide ou le méthacrylamide N- ou N,N-substitué par des groupements organiques linéaires ou cycliques, comportant éventuellement des hétéroatomes et étant éventuellement chargés positivement, négativement ou possédant à la fois des charges positive et négative,le N-vinyl acétamide ou le N-alkyl vinyl acétamide,un carboxylate de vinyle etune N-acyl polyalkylène imine.
- Procédé selon l'une des revendications 8 et 9, caracténsé en ce que ledit mélange d'additifs comprend, à titre d'inhibiteur cinétique, au moins un composé choisi parmi les polymères naturels, les tensioactifs et les dérivés d'acides aminés, ayant un effet sur la cinétique de formation des hydrates.
- Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce queledit polymère naturel est choisi parmi les polysaccharides naturels tels que l'hydroxy éthyl cellulose (HEC) et autres dérivés cellulosiques, les carraghénanes, le guar, l'agar, la gomme arabique, la caroube, le xanthane, les alginates et le propylène glycol alginate ;ledit tensioactif est choisi parmi les tensioactifs composés d'une partie hydrophobe dérivée d'un alcool, d'un acide gras, de dérivés alkylés du phénol, de polyoléfines, de chaínes alkyles longues et d'une tête polaire qui peut être :anionique, de type alcoolate, sulfate, sulfonate, phosphate, phosphonate ou acide phosphonique,cationique, de type ammonium, phosphonium ou sulfonium,ou neutre ;et ledit dérivé d'acide aminé est un dérivé de la tyrosine.
- Procédé selon l'une des revendications 8 à 11, caractérisé en ce que le mélange d'additifs est additionné au fluide à traiter à une concentration de 0,05 % à 5 % en masse par rapport à la teneur en eau du milieu.
- Procédé selon l'une des revendications 8 à 12, caractérisé en ce que les proportions respectives d'additif de type cinétique et d'additif inhibiteur de croissance et/ou d'agglomération sont de 5 à 80 % et de 20 à 95 % en masse.
- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, pour retarder la formation des hydrates et ralentir leur vitesse de croissance et/ou leur agglomération, on incorpore audit fluide au moins un additif comprenant au moins un copolymère formé entre au moins un macromère de polyoxyalkylène glycol et au moins une unité de type additif cinétique.
- Procédé selon la revendication 14, caractérisé en ce que ledit macromère répond à la formule (A) :dans laquelle R1 représente un hydrogène ou un groupement alkyle comportant de 1 à 6 atomes de carbone ; R2 représente un atome d'hydrogène ou un groupement alkyle ; n représente le degré de polymérisation et a une valeur comprise entre 1 et 140.
- Procédé selon la revendication 15, caractérisé en ce que le degré de polymérisation n est de 3 à 140.
- Procédé selon l'une des revendications 14 à 16, caractérisé en ce que ladite unité de type additif cinétique entrant dans la composition dudit copolymère dérive d'au moins un composé choisie parmi :le N-vinyl-2-lactame avec un cycle lactame comprenant de 5 à 7 atomes éventuellement modifié par au moins une chaíne alkyle,l'acrylate de sodium, le méthacrylate de sodium ou les esters d'acrylate ou de méthacrylate possédant des groupements organiques, comportant éventuellement des hétéroatomes et étant éventuellement chargés positivement, négativement ou possédant à la fois des charges positive et négative,l'acrylamide, le méthacrylamide ou l'acrylamide ou le méthacrylamide N- ou N,N-substitué par des groupements organiques linéaires ou cycliques, comportant éventuellement des hétéroatomes et étant éventuellement chargés positivement, négativement ou possédant à la fois des charges positive et négative,le N-vinyl acétamide ou le N-alkyl vinyl acétamide,un carboxylate de vinyle,une N-acyl polyalkylène imine.
- Procédé selon l'une des revendications 14 à 17, caractérisé en ce que ledit copolymère formé entre au moins un macromère et au moins une structure de type additif cinétique répond à la formule (B) :dans laquelle l'entité MACROMÈRE représente une ou plusieurs unités macromères définies par la formule générale (A), R5 est un atome d'hydrogène ou un groupement méthyle, R6 est un atome d'hydrogène ou un groupement hydrocarboné de type alkyle, cycloalkyle, aryle ou alkylaryle contenant de 1 à 30 atomes de carbone, R7 est un atome d'hydrogène ou un groupement hydrocarboné de type alkyle, cycloalkyle, aryle ou alkylaryle contenant de 1 à 30 atomes de carbone, R6 et R7 pouvant être identiques ou différents ; R8 est choisi parmi la liaison simple, les groupements divalents -CH2- et les groupements divalents -C6H4- et -CONHC(CH3)2-CH2-, Y est un atome d'hydrogène, un atome de métal alcalin ou un groupement ammonium ; le monomère (IV) est choisi parmi les structures cinétiques décrites dans la revendication 9 et est tel qu'il soit différent des monomères [I], [II] et [III] ; la formule du copolymère (B) étant telle que la somme a + b+ c + d = 1, avec a compris entre 0,01 et 1 et b, c et d compris chacun entre 0 et 0,99.
- Procédé selon l'une des revendications 14 à 18, caractérisé en ce que ledit copolymère est additionné au fluide à traiter à une concentration de 0,05 à 5 % en masse par rapport à la teneur en eau du milieu.
- Procédé selon l'une des revendications 14 à 19, caractérisé en ce que l'on incorpore en outre au moins un composé choisi parmi les polymères naturels, les tensioactifs et les dérivés d'acides aminés, ayant un effet sur la cinétique de formation des hydrates.
- Procédé selon la revendication 20, caractérisé en ce queledit polymère naturel est choisi parmi : les polysaccharides naturels tels que l'hydroxy éthyl cellulose (HEC) et autres dérivés cellulosiques, les carraghénanes, le guar, l'agar, la gomme arabique, la caroube, le xanthane, les alginates et le propylène glycol alginate ;ledit tensioactif est choisi parmi les tensioactifs composés d'une partie hydrophobe dérivée d'un alcool, d'un acide gras, de dérivés alkylés du phénol, de polyoléfines, de chaínes alkyles longues et d'une tête polaire qui peut être :anionique, de type alcoolate, sulfate, sulfonate, phosphate, phosphonate ou acide phosphonique,cationique, de type ammonium, phosphonium ou sulfonium,ou neutre.et le dérivé d'acide aminé est un dérivé de la tyrosine.
- Procédé selon l'une des revendications 1 à 20, caracténsé en ce que l'on utilise en outre au moins un alcool choisi parmi les monoalcools et les polyols renfermant de 1 à 6 atomes de carbone, en une proportion de 0,5 à 20 % en masse par rapport à l'eau présente dans le fluide à traiter.
- Procédé selon la revendication 22, caractérisé en ce que ledit alcool est le mono-, le di- ou le tri-éthylèneglycol, l'éthanol ou le méthanol.
- Procédé selon l'une des revendications 22 et 23, caractérisé en ce qu'au moins un additif selon l'une des revendications 1 à 19 est préalablement dissous en milieu hydro-alcoolique puis ajouté au milieu à traiter, de façon à obtenir une concentration finale en ledit additif de 0,05 à 5 % en masse par rapport à l'eau présente dans le fluide à traiter.
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| FR9710118A FR2767067B1 (fr) | 1997-08-05 | 1997-08-05 | Procede permettant d'inhiber la formation et de retarder la croissance et/ou l'agglomeration d'hydrates dans un effluent de production |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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